103. Тепловое излучение тел. Формула Планка.

Между процессами макромира и процессами микромира существуют качественные различия. Классическая физика оказалась неспособной объяснить закон распределения энергии в спектре излучения абсолютно чёрного тела. Для определения вида функции _т понадобилось совершенно новые идеи о механизме испускания света. В 1900 году М. Планк высказал гипотезу, что поглощение и испускание энергии электромагнитного излучения атомами возможно только отдельными “порциями”, которые получили название квантов энергии. Величина кванта энергии :

,

где h = 6,625  10^-34 джсек и называется постоянной Планка.

где вт/м²К⁴ - это постоянная Стефана-Больцмана.

Из условия экстремума функции (_Т) следует формула Вина.

На основе теории Планка Эйнштейн в 1905 г. создал квантовую теорию света, а Бор в 1913 г. разработал квантовую теорию строения атома водорода.

104. Законы теплового излучения, область их применения. Использование тепловидения и термографии в медицине.

Законы теплового излучения

1) Закон Кирхгофа.

2) , где =5,6710^-8 Вт/м²град⁴ – постоянная Стефана – Больцмана.

Закон Стефана-Больцмана.

3) , гдеb=0,2897910^-2 мград – постоянная Вина. Закон смещения Вина.

4) , где h = 6,625  10^-34 джсек и называется постоянной Планка.

Тело человека и других теплокровных животных поддерживается при определенной температуре благодаря терморегуляции, существенной частью которой является теплообмен организма с окружающей средой. Температура окружающей среды ниже температуры тела человека. Теплообмен происходит посредством теплопроводности, конвекции, испарения и лучеиспускания (поглощения). Распределение отдаваемого количества теплоты между перечисленными процессами зависит от многих факторов, таких как состояние организма (температура, эмоциональное состояние, подвижность и так далее), состояние окружающей среды (температура, влажность, движение воздуха и тому подобное), одежда (форма, цвет, толщина). Так как теплопроводность воздуха мала, то этот вид теплоотдачи очень незначителен. Более существенна конвекция, она может быть не только обычной, естественной, но и вынужденной, при которой воздух обдувает нагретое тело. Большую роль для уменьшения конвекции играет одежда. В условиях умеренного климата 15 - 20% теплоотдачи человека происходит конвекцией. Испарение происходит с поверхности кожи и легких, этим путем осуществляется около 30% теплопотерь. Наибольшая доля теплопотерь (~ 50%) приходится на излучение во внешнюю среду от открытых частей тела и одежды.

Регистрация излучения разных участков поверхности тела человека и определение их температуры является диагностическим методом. Такой метод, называемый термографией, находит всё более широкое применение в клинической практике. Термография абсолютно безвредна и в перспективе может стать методом массового профилактического обследования населения.